지구상에서 일어나는 많은 환경문제 중 지구의 온난화 현상은 지구의 존폐를 가름할 정도로 중요한 문제이다. 이 온난화현상을 일으키는 주범이 바로 이산화탄이다. 이와 같은 해결책의 일환으로 CO₂를 이용하여 epoxide를 가지고, 여러 가지 고분자를 고압의 조건에서 합성해 보고, 또한 합성된 고분자의 열적분해로 이루어지는 메커니즘을 규명해 보았다.
Choi, Min Ji;Jeong, Boo Young;Cheon, Jung Mi;Chun, Jae Hwan
Elastomers and Composites
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제52권1호
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pp.81-85
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2017
In order to improve the water resistance, we synthesized waterborne polyurethane by using polyester polyol, poly(propylene carbonate) (PPC), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate ($H_{12}MDI$), and dimethylolpropionic acid (DMPA). The properties of the synthesized waterborne polyurethane using poly(propylene carbonate) (WPUP) were evaluated by FT-IR, $^1H-NMR$, GPC, DSC, TGA, and UTM. The mechanical properties increased while the adhesion properties decreased with the increase in the amount of PPC. The highest water resistance was shown when the ratio of polyester polyol to PPC was 9:1.
본 연구는 metal alkoxide, 크라운에테르, 4급 onium염 등을 촉매로 사용하여 프로필렌카보네이트(PC)와 알콜 개시제로부터 hydroxy-terminated poly(propylene carbonate) (HTPPC)를 합성하는데 관한 것이다. 촉매의 종류와 골격구조, 알콜의 종류와 농도, 그리고 용매가 반응에 미치는 영향을 고찰하였다. Metal alkoxide의 Lewis acidity가 크고 alkoxide 음이온의 친핵성이 클수록 높은 반응활성을 나타내었다. Metal alkoxide와 크라운에테르의 혼합촉매는 metal alkoxide 단독 촉매보다 높은 프로필렌 카보네이트 전화율을 보였고, 4급 onium염 촉매의 경우 양이온의 크기가 크고 음이온의 친핵성이 클수록 높은 활성을 나타내었다. 또한 용매의 극성이 높고 [PC]/[Initiator]의 농도 비가 낮을수록 HTPPC의 수율이 높게 나타났다.
이산화탄소와 에폭사이드를 크롬계 전이 금속촉매를 이용하여 교대 공중합하여 poly(cyclohexane carbonate) diol(PCCD)을 분자량 별로 제조하였다. 이산화탄소를 기반으로 한 폴리카보네이트(PCCD)의 응용분야 탐색을 위하여 수분산 폴리우레탄(PUD) 제조를 위한 전구체로 적용하여 보았다. 상업화되어 사용중인 폴리카보네이트 디올과 신규 PCCD로 제조한 PUD의 내스크래치 특성과 열적 특성을 비교 분석하였다. PCCD를 사용하여 제조된 PUD 필름의 내스 크래치성과 열분해온도는 PCD를 사용한 경우보다 떨어지지만, 유리전이온도는 증가하는 것을 알 수 있었다. 이것은 PCCD의 강직한 사이클로 헥산 구조에 기인한 것으로 생각된다.
Polystyrene/polycarbonate 조성이 약 50/50인 3종류의 Poly(carbonate-g-styrene) 공중합체의 동적 탄성율, E*($\omega$)와 동적 스트레인-광학계수 O*($\omega$)을 유리전이 영역부근의 여러온도에서 동시에 측정하여 연구하였다. 두 개의 공중합체는 각각의 스티렌 그라프트쇄 에 5, 10 wt%의 MAH를 함유하고 있다. 이들 공중합체의 E*($\omega$)와 O*($\omega$)완화거동과 그라 프트 공중합체의 상용성과 연관하여 비교 고찰하였다. 공중합체들의 E*($\omega$)는 전형적인 무 정형 고분자의 유리전이 완하거동을 보였으며 정성적인 차이를 발견할수 없었다. 그러나 고 강도의 단일 tan$\delta$분산의 저주파수 영역에 미세분산을 나타내, 공중합체는 2상으로 분리되 어 있음이 추정되엇다. 폴리스티렌 그라프트체에 무수 말레인산 함유량이 증가함에 따라, 저 주파수 영역의 미세피크가 $\alpha$주분산에 병합되어 성분 고분자간의 상호 형동성이 증가함을 알수 있었다. 3공중합체의 유사한 기계적 특성과는 달리, 광학적 완화 스펙트럼 O*($\omega$)는 정 성적으로 명확한 차이를 보여 공중합체들의 광학완화 거동이 명확히 다름을 나타냈다. 기계 적 특성보다는 광학적 특성이 공중합체내의 성분 고분자의 미세한 완하 거동에 훨씬 민감한 응답을나타냈다. 이러한 특성적인 공중합체의 O*($\omega$)차이를 공중합체의 조성단일 고분자 PS, PC의 O*($\omega$)의 가성성을 가정하여 모사하였다 모사에서 구한 광학적 부분 기여 파라메 터를 사용하여 공중합체의 상용성을 고찰하였다.
우리는 고분자 물질들에 대해서 전위와 전류 밀도의 변화를 측정하였다. 온도와 pH를 포함하여 전위와 속도에 대한 영향을 주는 여러 요인들에 밝히기 위하여, 연구 결과들이 주위 깊게 조사되었다. 양극 해리에 대한 Tafel 기울기는 이들 조건 하에서 분극 효과로 결정되었다. 각 경우에 최적 조건들이 확립되었다. 두 번째 양극 전류 밀도 피크와 최대 전류 밀도는 상대적 분극 감도$(I_r/I_f)$로 지정되었다. 최적 조건에서의 분극 효과를 바탕으로, 질량 전달 계수$({\alpha})$는 양극 해리에 대한 Tafel 기울기에 의해서 결정되었다.
Poly(vinyl chloride)-g-poly(oxyethylene methacrylate) (PVC-g-POEM) 가지형 공중합체를 원자전달라디칼 중합을 통해 합성하여 전기변색소자의 전해질에 적용하였다. 가소화된 고분자 전해질은 가소제로서 propylene carbonate (PC)/ethylene carbonate (EC) 혼합물을 도입하여 제조하였으며, Lithium tetrafluoroborate ($LiBF_4$), lithium perchlorate ($LiClO_4$), lithium iodide (LiI) and lithium bistrifluoromethanesulfonimide (LiTFSI)를 사용하여 염의 종류에 따른 영향을 조사하였다. 광각 x-선 산란(WAXS)과 시차주사 열량법(DSC) 측정 결과 고분자 전해질의 구조와 유리전이온도($T_g$)가 변하였고, 이는 POEM 내의 에테르의 산소와 리튬염 사이의 상호작용으로 인해 변했다는 것을 FT-IR 분광법을 통하여 확인하였다. 투과전자현미경(TEM) 측정 결과 PVC-g-POEM 가지형 공중합체의 미세상분리 구조가 PC/EC와 리튬염의 도입에도 변하지 않는 것을 관찰하였다. 가소화된 고분자 전해질은 poly(3-hexylthiophene) (P3HT) 전도성 고분자를 이용한 전기변색소자에 적용되었다.
생분해성 금속인 마그네슘 합금 와이어를 이용하여 담관용 스텐트를 제작하였다. 생체 내에서 마그네슘 합금의 문제점인 빠른 분해 및 부식을 제어하기 위하여 마그네슘 합금 와이어를 생분해성 고분자인 polycaprolactone (PCL), poly(propylene carbonate) (PPC), poly(L-lactic acid) (PLLA), poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) 등으로 코팅하였다. 표면분해가 이루어지는 고분자인 PPC의 경우는 전분해 거동을 보이는 다른 고분자들(PCL, PLLA, PLGA)에 비해 크랙이나 박리가 없어 가장 효율적으로 마그네슘 와이어의 분해 속도를 지연시켰다. 또한 생분해성 고분자 코팅이 마그네슘 합금 스텐트의 기계적 물성인 축 방향 힘에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 대부분의 생분해성 고분자(PCL, PLLA, PLGA)로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트에 비해 축 방향의 힘이 증가하여 스텐트의 유연성을 감소시켰으나, PPC로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트와 비슷한 축 방향의 힘을 나타내 스텐트의 유연성을 감소시키지 않았다. 이상의 결과로부터 PPC가 가장 효율적인 생분해성 고분자로 판단된다.
이 연구에서 온도, pH, 효소, 그리고 염의 첨가에 따라 부식(산화)전위에 영향을 주 인자들을 알아보기위해 비수용액 poly(vinylchloride)(PVC)와 poly(carbonate)(PC) 의 산화전위와 전류밀도를 측정하였다. Tafel 기울기는 분극곡선의 Tafel polt으로부터 결정되어졌다. 전달게수 ${\alpha}$는 기울기 (1-${\alpha}$)nF/2.3RT에서 얻어질 수 있고 인식된 전극 반응은 모든 조건에서 비가역적으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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